煤基石墨烯功能材料合成及应用基础研究

完成单位：西安科技大学、大连理工大学、西安交通大学

完成人：张亚婷、邱介山、周安宁、胡超、杨卷、刘国阳、董强、于畅、赵宗彬

奖励类别：2018年陕西省科学技术二等奖

项目简介：

本项目提出以煤炭为原料，研究建立了创制煤基石墨烯材料及其功能化的技术新策略，拓展了煤基石墨烯的应用新途径；诠释了煤中石墨微晶结构中芳香层片的剪裁、组装及转化机制；揭示了煤基石墨烯材料与金属或金属氧化物在纳米尺度的复合机制及其结构-性能的构效关系。重要科学发现包括：（1）提出基于煤石墨微晶尺度，可控制备煤基石墨烯的新策略，建立了煤基石墨微晶组成装成煤基石墨烯的机理。（2）提出了化学功能化-冷冻干燥-微波快速处理串联制备超轻石墨烯宏观材料的新技术方法。（3）提出了采用深度"分子剪切"策略及表面还原与稳定化技术，实现可控制备煤基石墨烯量子点的新方法。（4）提出以石墨烯基二维纳米碳材料为基础，分别与金属氧化物/氢氧化物、低维炭材料等耦合，创制新结构高性能煤基石墨烯及其复合材料的系列新策略。研究工作获得多项国家自然科学基金项目及省部级课题资助，发表论文38篇，他引1000余次，单篇最高他引481次。其中ESI高被引论文3篇（其中热点论文1篇），封面论文2篇，内页封底论文1篇，1篇被国际著名杂志Nature作为highlight重点评述。

负责人简介：

张亚婷，教授、博士生导师，西安科技大学首届胡杨名师特聘教授，陕西省重点科技创新团队负责人。现任化学与化工学院副院长、中国化工教育协会理事、陕西省化工学会煤化工委员会理事、中国石墨烯资源产业联盟国际标准工作委员会委员、中国能源学会专家委员会委员、全国煤化工信息总站技术委员、学术期刊《炭素技术》、《煤化工》编委等职。主要从事煤炭清洁高效利用、煤基功能炭材料制备及应用、能源化工等方面的研究。先后主持完成或正在实施各类国家级、省级课题10余项，包括国家自然科学基金联合基金重点项目、国家自然科学基金面上项目、陕西省重点研发计划等。先后在国内外学术期刊Energy &Fuels、Fuel、ACS Sustainable Chemistry & Engineering、《煤炭学报》、《化工学报》等发表论文50余篇（其中多篇论文被选为期刊封面文章）；申请及授权发明专利10余项；主编高等教育“十三五”规划教材《碳一化工概论》以及参编专著、教材共6部；荣获陕西省科学技术奖2项、西安科技大学科学技术2项，获评西安科技大学校级名师、优秀教师、教学科研标兵等奖励和表彰20余次。